国产GJ钢力学性能研究与工程应用.pdfVIP

70 低 温 建 筑 技 术 2016年第4期(总第214期) DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2016．04．026 国产 GJ钢力学性能研究与工程应用 朱 晶， 徐宗亚， 曹 旭， 彭云飞， 聂 祯 (同济大学建筑工程系， 上海 200092) 【摘 要】 国产建筑结构用钢板(又称国产 GJ系列钢)是优质升级换代建筑用钢，较 目前普遍采用的低合金 高强钢(特别是在厚板及超厚板方面)有更好的综合性能。本文主要从材性、冲击韧性 、疲劳性能等基本力学性能 方面对国内进行的关于国产 GJ系列钢材的基础研究进行了综述，并介绍了其在国内重大工程中的应用情况。 【关键词】 GJ钢；材性；冲击韧性；疲劳性能；工程应用 【中图分类号】 TU392．4 【文献标识码】B 文【章编号】 1001—6864(2016)40—0070-03 0 引言 2010年，同济大学 对宝钢在2008年和2010年生产 20世纪土建结构领域内的重大进展之一就是高层钢结 的两批 Q235GJ、Q345GJ的材性特点进行 了研究，其 中 构和大跨空间结构的兴建 ，这不仅是社会经济发展的必然 Q235GJ数据646组 ，Q345GJ数据833组。同时进行了专项 趋势，同时也能综合体现一个 国家 (或地区)在建筑技术发 试验考虑加载速度对材性的影响。对试验数据的统计分析 展上的高层次水平。绝大多数高层和大跨钢结构建筑需要 分别得到了材料性能的变异性参数K和实际材料性能与标 用到厚板，而普通的低合金高强钢 (如Q345)的厚板效应较 准试件材料性能的差别不定性参数Kn。 明显，厚板 (t50一lO0mm)的屈服强度较薄板 (t16ram) 2015年，清华大学朱希 对国内多家钢铁生产企业和 下降约20％，且其他力学与工艺性能也不能满足使用要求。 钢结构加工企业提供的Q39oGJ、Q420GJ、Q460GJ的材性数 改革开放之后，随着经济社会的发展，我国相继建成了一批 据进行了调研，并开展 了独立的材性试验。分析表明上下 高层钢结构建筑，但所用钢材多为国外进 口。为改变这种 屈服强度的折减系数约为4．10％，同时考虑试验不定性因 局面，国内率先由舞阳钢铁厂 自主研发 了新型高性能结构 素的影响，得到了材料不定性的参数，为下一步计算抗力分 钢，并参考 日本标准JISG3136(建筑结构用钢材》制定了相 项系数和GJ钢的工程应用提供了条件和参考。 应的材料标准YB4104—2000(高层建筑结构用钢板》，2005 1．2 冲击韧性研究 年又升级为国标GB15879—2005(建筑结构用钢板》。 2010年，同济大学 对宝钢生产的75mm厚Q235GJ和 国产 GJ系列钢材作为优质升级换代建筑用钢，较普通 80ram厚Q345GJ开展了冲击韧性的试验研究。试验分别采 低合金高强钢有着更好的综合性能，主要体现在：①厚板的 用2ram和8ram两种半径 的冲击摆锤 ，测出了标准试件在 屈服强度降幅小；②低屈强 比，提高结构抗震性能；③屈服 20℃、O℃、一20℃、一40℃、一50℃和一60~C的冲击功。研究 强度波动范围小；④ 良好塑性和冲击韧性性能；⑤抗层状撕 表明冲击半径对冲击功的影响与试验结束时试件的状态有 裂能力强；⑥碳当量较低，焊接性能良好。凭借着上述优良 关。从冲击韧性曲线(图1和图2)可以看出，GJ系列钢材 的性能，国产 GJ系列钢材从首次应用于天津云顶大厦开 的韧性并没有 因为材料强度 的提高而降低，这是 由于 始 ，已经在国内多个重大项 目上被广泛采用。